Bezpieczeństwo w instalacjach i ochrona przeciwporażeniowa

Majster Guru: - To może i lepiej, bo najczęściej spotykam się albo z lękiem albo z lekceważeniem. Kiedyś usłyszałem nawet od kogoś, kto samodzielnie przerabiał instalację, nie bardzo się na tym znając: "230 V mnie przecież nie zabije".

- Ależ jak najbardziej! Zabić może nawet znacznie niższe napięcie i najwięcej wypadków zdarza się właśnie w domowych instalacjach. Jako ciekawostkę powiem Panu, że na liniach najwyższych napięć - takich jak "na wyjściu" z elektrowni - odsetek wypadków jest bardzo niski. Rzecz jasna nie dlatego, że jest tam bezpieczniej, ale ponieważ pracują tam tylko profesjonaliści i w takich warunkach każdy bardzo się pilnuje.

- A zna Pan drugą część: "ale jak już tyknie, to elektryk fiknie". W tej sytuacji to świetnie pasuje, bo po takim wypadku "nie ma czego zbierać"... Właśnie po to, aby zapobiegać porażeniom w instalacjach, stosuje się cały szereg zabezpieczeń.

Ale zacznijmy od podstaw. Czy wie Pan, kiedy dochodzi do porażenia?

- Prawie dobrze, ale nie do końca. Zapytam tak: widział Pan kiedyś ptaki siedzące sobie na nieizolowanych przewodach linii napowietrznej? Czy działo im się coś złego?

- Bo nie było przepływu prądu, obwód nie został zamknięty. Gdyby równocześnie dotknąć dwóch przewodów albo przewodu i ziemi, względnie słupa energetycznego, to przez ciało popłynie prąd - zadziała na nie napięcie panujące w sieci. Skutek będzie tragiczny. Tak samo dzieje się z nami, gdy mamy kontakt z jakimś przedmiotem pod napięciem. Może to być pozbawiony izolacji przewód elektryczny, ale też np. metalowa (przewodząca) obudowa uszkodzonego urządzenia. Obwód zamyka się przez nasze ciało - albo pomiędzy przewodem fazowym i neutralnym, albo pomiędzy fazą i ziemią (umowny potencjał zerowy). Skutki porażenia zależą od czasu przepływu prądu oraz tego, jak duży prąd popłynie przez nasze ciało.

- Przede wszystkim od tego, jak duży opór musi pokonać prąd, aby zamknąć obwód. Dlatego najbardziej niebezpieczne jest porażenie, gdy jedną ręką dotkniemy przewodu/urządzenia pod napięciem (fazowego - L), a drugą neutralnego (N) lub np. uziemionego metalowego elementu, choćby rurociągu. Wówczas działa na nas pełne napięcie fazowe i tylko nasze ciało stawia opór przepływowi prądu.

Mniej groźne jest za to porażenie, gdy ręką dotkniemy przewodu fazowego, lecz prąd musi spłynąć przez nasze ciało do ziemi - przez buty z izolacyjną gumową podeszwą, słabo przewodzącą posadzkę, np. drewniany parkiet, konstrukcję budynku. Tylko żebyśmy się dobrze zrozumieli - w tym drugim przypadku też jest niebezpiecznie. To raczej różnica pomiędzy "bardzo źle" oraz "źle". Proszę spojrzeć tu na rysunki, pokazujące możliwe przyczyny porażenia i drogi przepływu prądu przez ciało.

- Oczywiście, i robi się to na wiele sposobów. Wspominał Pan, że uszkodził kiedyś przewód, wiercąc otwór w ścianie. Najpewniej prąd pana nie poraził?

- Tak myślałem. Metalowe wiertło zwarło najpewniej ze sobą przewody fazowy (L) i neutralny (N) lub ochronny (PE). Zadziałało wówczas podstawowe zabezpieczenie przeciwzwarciowe - wyłącznik nadmiarowoprądowy, ewentualnie zwykły bezpiecznik w starej instalacji.

- A więc zamiast odrębnych przewodów N oraz PE, miał Pan jeden, pełniący obie funkcje - PEN. Cała reszta się zgadza. Prąd Pana nie poraził, bo wiertarka ma obudowę z izolacyjnego materiału. A jeśli miał Pan okazję kiedyś rozbierać wiertarkę, to jest tam jeszcze plastikowa (nieprzewodząca) zębatka pomiędzy silnikiem a wałem z uchwytem wiertła. Mam tu gdzieś nawet schemat budowy takiej wiertarki.

- Dokładnie tak! A przy okazji, pokażę Panu ideowy schemat takiej instalacji dwuprzewodowej i gniazda z "bolcem", a mówiąc fachowo - stykiem ochronnym. Styk ochronny łączy się z uziemieniem albo oddzielnym przewodem (PE), albo wspólnym (PEN). Dzięki temu, jeśli na metalowej obudowie, jaką ma np. pralka lub lodówka, pojawi się niebezpieczne napięcie, to takim przewodem o małym oporze zostanie odprowadzone do uziomu i do gruntu. Nam nie będzie grozić porażenie, bo prąd popłynie drogą o mniejszym oporze (metalowym przewodem), a nie przez nasze ciało. Zresztą we współczesnych instalacjach taki upływ prądu wykryje wyłącznik różnicowoprądowy i wyłączy obwód.

A może domyśla się Pan, dlaczego zaczęto stosować odrębne przewody PE, połączone ze stykiem ochronnym, zamiast jednego wspólnego PEN?

- Tak, trzy przewody, to bezpieczniejsze rozwiązanie. Prawdopodobieństwo pojedynczego uszkodzenia jest dość duże, a w zabezpieczeniach elektrycznych zawsze szacuje się ryzyko - nie ma zabezpieczeń absolutnie pewnych, jedynie minimalizujemy niebezpieczeństwo. Proszę jeszcze zauważyć jeden błąd na tym rysunku dwuprzewodowej instalacji. Przewód powinien najpierw łączyć się z zaciskiem PE i dopiero stamtąd powinno wyjść połączenie do zacisku N.

- Wbrew pozorom - duża. Proszę sobie wyobrazić, że w sytuacji jak na tym rysunku ten ostatni kawałek przewodu zostanie uszkodzony albo obluzuje się zacisk PE. Czy podłączone do takiego gniazdka urządzenie, np. pralka, będzie działać?

- Ma Pan rację, będzie działać, a my nie będziemy w ogóle wiedzieć, że uziemienia - czyli ochrony - już nie ma. Jeśli zaś najpierw wprowadzić przewód do zacisku PE, to pierwszym objawem takiego uszkodzenia będzie to, że sprzęt przestanie działać, ochrona zaś zostanie zachowana.